Computing on the Edge: Design für NEBS

Blog mitverfasst von Delmar Hernandez, Senior Principal Engineer.

Communications Service Providers (CSPs) begannen ihre Virtualisierungsreise vor ungefähr 10 Jahren mit der anfänglichen Umstellung von Kernnetzwerken auf Private Clouds. Dieser Wechsel zu einer x86-basierten, rechenzentrumstypischen Serverumgebung war eine Abkehr von zweckgebundenen, kundenspezifischen Hardwareplattformen. Stattdessen wurden Rack-Designs so dimensioniert und standardisiert, dass mehrere virtualisierte Netzwerkfunktionen (VNFs) in derselben Cloud auf gemeinsamer Hardware koexistieren können, wo zuvor mehrere speziell entwickelte Hardwarelösungen erforderlich waren.

Nachdem dieser Übergang im Kernnetz abgeschlossen ist, hat sich die Aufmerksamkeit auf das Radio Access Network (RAN) verlagert, mit dem gleichen Versprechen der Migration von speziell entwickelten Hardwarelösungen mehrerer Anbieter zu einer gemeinsamen Basishardwareplattform, wobei eine Cloud die Details abstrahiert die zugrunde liegende Hardware. Dies wird ein wettbewerbsfähiges RAN-Software-Ökosystem mit mehreren Anbietern aufrechterhalten und es CSPs ermöglichen, Hardware von Software zu entkoppeln, um noch mehr Anbieterwettbewerb und Möglichkeiten zur Auswahl erstklassiger Lösungen zu schaffen.

Die O-RAN Alliance hat sich dem Ziel verschrieben, das RAN in ein offenes, intelligentes, virtualisiertes und interoperables Netzwerk mit mehreren Anbietern umzuwandeln. Während die O-RAN Alliance Commercial-Off-The-Self (COTS)-Server/-Speicher/-Netzwerke für regionale Cloud-Bereitstellungen fordert, kann am Edge eine ganz andere Umgebung existieren.

Abbildung 1 – Standort-Support-Schrank

Typische Telecom Edge Data Center (DC)-Bereitstellungen skalieren von den Site-Support-Schränken und Betonhütten, die Sie normalerweise an der Basis fast aller Zellenstandorte in eher vorstädtischen und ländlichen Bereitstellungen sehen, bis hin zu Mikro- und Container-DCs. Diese Gehäuse lassen sich von wenigen Höheneinheiten (HE) bis zu mehreren oder sogar Hunderten von Racks skalieren. Diese Standorte verfügen in der Regel über dieselben Infrastrukturkomponenten wie in einem großen Rechenzentrum. Alle Komponenten eines herkömmlichen Rechenzentrums wurden auf eine kleinere, fokussiertere Bereitstellung herunterskaliert. Die Verfügbarkeit (Tiering gemäß der Definition des Uptime Institute) des Standorts ist jedoch aufgrund der Kosten für die Bereitstellung vollständiger Redundanz für so viele verteilte Standorte nicht mit den größeren Rechenzentren vergleichbar. Diese Standorte sind in der Regel auf Tier 1- oder Tier 2-Ebene konzipiert, mit erwarteten Betriebszeiten im Bereich von 99,6–99,7 % oder etwa 1,5 Tagen Ausfall pro Jahr.

Mit der zunehmenden Dichte und Redundanz von Umgebungen, die mehr Rechenzentren ähneln, steigen natürlich auch die Infrastrukturkosten. Mit diesem Gleichgewicht kämpfen Telekommunikationsbetreiber, wenn sie den Einsatz einer Edge-Computing-Infrastruktur planen.

Unter bestimmten Ausfallbedingungen, wie HLK-Ausfall oder Wetterschwankungen, können Telekommunikationsgeräte über einen längeren Zeitraum extremen Temperaturen ausgesetzt sein, entweder bis eine Reparatur erforderlich ist oder die Temperaturen moderat sind. Als kritische Ressource in Notfällen müssen Telekommunikationsnetzwerke so konzipiert sein, dass sie mit Extremen in der Umgebung umgehen können, und die Ausrüstung, die zum Erstellen von Edge-Clouds eingesetzt wird, ist nicht anders. Dies erfordert, dass Rechenressourcen, die in der Edge-Cloud bereitgestellt werden, den Designspezifikationen ähnlicher, vorhandener, speziell entwickelter Hardware entsprechen, die zuvor bereitgestellt wurde.

XR11 NEBS-konformer Edge-Server von Dell
Abbildung 2 – XR11 NEBS-konformer Edge-Server von Dell

Dieser Satz von Designspezifikationen für elektronische Geräte, die in Telekommunikationsumgebungen eingesetzt werden, wird zusammenfassend als NEBS-Spezifikationen (Network Equipment Building Systems) bezeichnet. Die Details der NEBS-Spezifikationen werden nicht allgemein verstanden. Dennoch sind die Ergebnisse von NEBS-konformen Hardwaredesigns in der Telekommunikationsbranche aufgrund ihrer Robustheit und Fähigkeit zum sicheren Betrieb in raueren Umgebungen, die die Betriebsdauer eines Commercial-Off-The-Shelf (COTS)-Geräts typischerweise beeinträchtigen oder drastisch verkürzen würden, gut bekannt .

Dies ist eine Einführung in unsere Serie, die Details der NEBS-Spezifikation und Designentscheidungen untersucht, die Plattformen schaffen, die nicht nur in einer NEBS-spezifischen Umgebung existieren können, sondern diese Anforderungen oft übertreffen, um eine gewisse gepufferte Toleranz gegenüber den Extremen von Edge-Bereitstellungen zu bieten. Wir werden uns bemühen, die folgenden Themen und mehr abzudecken:

    • NEBS Entstehung und Überblick
    • Prüfung des physischen Schutzes
    • Elektromagnetische/elektrische Sicherheitsprüfung
    • NEBS-Kriterienstufen
    • Andere Designüberlegungen für den Rand (mehrere Teile)
    • Lösungen von Dell für Edge Compute (mehrere Teile)

Ziel ist es, ein besseres Verständnis der Design- und Testanstrengungen zu vermitteln, die für einen Geräteanbieter erforderlich sind, um zu erklären, dass ein Produkt NEBS-konform ist. Darüber hinaus wird der Leser, sobald das Thema NEBS- und Edge-Cloud-Bereitstellungen besser verstanden ist, in mehrere Edge-optimierte Serverangebote von Dell Technologies eingeführt und erfahren, wie diese Server so konzipiert sind, dass sie die Anforderungen von NEBS erfüllen und oft übertreffen.

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